JPH10335600A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH10335600A
JPH10335600A JP9148106A JP14810697A JPH10335600A JP H10335600 A JPH10335600 A JP H10335600A JP 9148106 A JP9148106 A JP 9148106A JP 14810697 A JP14810697 A JP 14810697A JP H10335600 A JPH10335600 A JP H10335600A
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JP
Japan
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film
insulating film
polysilicon
oxide film
manufacturing
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JP9148106A
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English (en)
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Yasushi Yamazaki
靖 山崎
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Priority to US09/092,041 priority patent/US5888862A/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto
    • H10B12/033Making the capacitor or connections thereto the capacitor extending over the transistor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コア酸化膜の除去のときに有害なパーティク
ルの発生を防止して、製品の歩留まりの向上を計る。 【解決手段】 減圧CVD法によりポリシリコン膜を成
長させ、第1ポリシリコン膜6を形成した後、コア酸化
膜7と第1ポリシリコン膜6をパターンニングする前
に、円筒型スタックのコアとなるシリコン酸化膜を常圧
CVD法により約1300nm成長させ、次に、化学機
械研磨法、以下CMP法という、を用いてウェハー全面
を約900nm研磨して、第1ポリシリコン膜6、すな
わち、コンタクト非開口部の上部約400nmの位置に
完全に平坦なCMP研磨面8を持つコア酸化膜を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にスタック型キャパシタセルを有する半
導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スタック構造のキャパシタセルを有する
ダイナミックRAM(DRAM)は、デバイスの集積化
に伴い、1セル当たりの容量値が減少するという問題が
ある。その対策として、スタック高さを増し、表面積を
得る方法が一般に採用されている。しかし、その結果、
メモリセル部と周辺部の段差が大きくなり、その上部に
形成される金属配線の加工、特にフォトリソグラフィ技
術が困難になるという不具合が生じる。
【0003】そこで、セルサイズの縮小と、スタック電
極高さを増すことなく、容量値を確保する技術がさまざ
まな技術が開発され、そのなかで、容量倍加率が大き
く、しかも信頼性も高い円筒型スタック構造が現在の主
流となっている。
【0004】図2は、円筒型スタック電極を有するDR
AMの従来の製造方法の1例を示す工程断面図である。
【0005】(a)先ず、P型シリコン基板1に、DR
AMに必要な素子分離、MOSトランジスタの形成、セ
ルビット配線(不図示)等を行なったのち、通常のCV
D技術によりボロンリンガラス(BPSG)を約500
nm成長させる。その後、窒素雰囲気中で900度、1
0分のアニールを施すと、BPSGがリフローして表面
が平坦なスタック下のBPSG膜2を得る。この後、減
圧CVD法でコア酸化膜のエッチングストッパーとなる
スタック下シリコン窒化膜3を約20nm成長させる。
【0006】(b)次に、フォトリソグラフィー技術と
ドライエッチング技術を用いてDRAMセルのノード部
にセルノードコンタクト4と、半導体チップ周囲の所定
の場所あるいはスクライブ線内に引き続き行なわれる目
合わせ工程等のマーク、以下アクセサリマーク5とい
う、とを同時に形成する。この時のアクセサリマークの
口径は5〜10μmであり、容量コンタクト孔4の口径
の約0.5μmに比べて非常に大きい。ちなみに、コン
タクト孔の深さは共に約700μmである。
【0007】(c)次に、減圧CVD法によりポリシリ
コン膜を約300nm成長させ、第1ポリシリコン膜6
を形成する。減圧CVD法によるポリシリコン膜は、ス
テップカバレジが優れているので、口径の小さいセルノ
ードコンタクト4はポリシリコン膜により完全に埋め込
まれるが、口径の大きいアクセサリマーク5は埋め込ま
れない。
【0008】次に、円筒型スタックのコアとなるシリコ
ン酸化膜を常圧CVD法により約400nm成長させ、
コア酸化膜7を形成する。第1ポリシリコン膜6とコア
酸化膜の合計膜厚に比較してアラインメントマークは3
倍以上と十分に大きいので、この時点でもアクセサリマ
ーク5は埋め込まれない。
【0009】(d)次に、フォトリソグラフィー技術と
ドライエッチング技術を用いてコア酸化膜7と第1ポリ
シリコン膜6をパターンニングする。
【0010】(e)次に、第1ポリシリコン膜6と同様
な方法でポリシリコン膜を約300nm成長させ、第2
ポリシリコン膜9を形成する。
【0011】(f)次に、異方性のドライエッチング技
術によりウェハー全面をエッチングすると、パターンニ
ングされたコア酸化膜並びに第1ポリシリコン膜の側壁
に円筒形状の円筒側壁ポリシリコン10が形成される。
【0012】(g)次に、フッ酸(HF)を含む薬液に
よりウェハー全面をエッチングすると、シリコン窒化膜
とシリコン酸化膜のエッチング選択性により、コア酸化
膜7のみが除去されて、円筒部内壁の高さが薬400n
m、外壁の高さが薬700nmの円筒型下部電極11が
形成される。
【0013】
【発明の解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
製造方法では、(f)工程で異方性のドライエッチング
技術によりウェハー全面をエッチングしたとき、コンタ
クト径が大きいアクセサリマーク5の内壁に沿ってポリ
シリコン残り12が形成され、次の(g)工程で薬液に
よるエッチングの際にこのポリシリコン残り12がリフ
トオフされてパーティクル13となる。
【0014】ここで発生したパーティクル13は、周囲
に飛び散り、半導体製造装置内のその製品自身及び他の
製品に不着し、製品の歩留まりを著しく(約20%)低
下させてしまうという問題点があった。
【0015】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
有害なパーティクルの発生を防止して、製品の歩留まり
の向上を計ることができる半導体装置の製造方法を提供
することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、セルノード部のコンタクト孔とそのコンタク
ト口径よりも大きい口径の抜きパターンを同時に開口す
る工程と、引き続き第1のポリシリコン膜と絶縁膜を順
次成長する工程と、絶縁膜をCMP法により研磨し、前
記絶縁膜表面を平坦化する工程と、セルノードコンタク
ト孔と抜きパターンとを覆うように第1のポリシリコン
膜と絶縁膜をパターンニングする工程と、第2のポリシ
リコン膜を成長する工程と、異方性エッチングにより、
平坦部の第2ポリシリコンを除去する工程と、薬液によ
り第1ポリシリコン膜上の絶縁膜を除去する工程とを含
む。
【0017】また、抜きパターンがアラインメントを含
む半導体製造上必須のパターンであることが望ましい。
【0018】また、絶縁膜がシリコン酸化膜であっても
よい。
【0019】また、絶縁膜がボロンまたはリンを含むシ
リケートガラスであることが望ましい。
【0020】また、薬液がフツ酸を含むエッチング液で
あるのが望ましい。
【0021】
【実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。
【0022】図1は、本発明の半導体製造方法の1実施
例のDRAMの製造方法を示す工程断面図である。
【0023】図1において、 (a)先ず、P型シリコン基板1に、通常のDRAMに
必要な素子分離、MOSトランジスタの形成、セルビッ
ト配線(不図示)等を行なったのち、通常のCVD技術
によりボロンリンガラス(BPSG)を約500nm成
長させる。その後、窒素雰囲気中で900度、10分の
アニールを施すと、BPSGがリフローして表面が平坦
なスタック下のBPSG膜2を得る。この後、減圧CV
D法でコア酸化膜のエッチングストッパーとなるスタッ
ク下シリコン窒化膜3を約20nm成長させる。
【0024】(b)次に、フォトリソグラフィー技術と
ドライエッチング技術を用いてDRAMセルのノード部
にセルノードコンタクト4と、半導体チップ周囲の所定
の場所あるいはスクライブ線内に引き続き行なわれるア
ラインメントマーク等のアクセサリマーク5とを同時に
形成する。
【0025】(c)次に、減圧CVD法によりポリシリ
コン膜を約300nm成長させ、第1ポリシリコン膜6
を形成する。
【0026】ここまでの工程は、従来の円筒型スタック
を有するDRAMの製造方法と同じである。
【0027】次に、円筒型スタックのコアとなるシリコ
ン酸化膜を常圧CVD法により約1300nm成長させ
る。
【0028】コンタクトの深さが従来と同じ約700n
mなので、アラインメントマーク内のコア酸化膜7の表
面の位置は、コンタクト非開口部の第1ポリシリコン膜
6の表面の位置より約600nm高い。
【0029】(d)次に、化学機械研磨法、以下CMP
法という、を用いてウェハー全面を約900nm研磨す
ると、第1ポリシリコン膜6、すなわち、コンタクト非
開口部の上部約400nmの位置に完全に平坦なCMP
研磨面8を持つコア酸化膜が形成される。
【0030】(e)次に、フォトリソグラフィー技術と
ドライエッチング技術を用いてコア酸化膜7と第1ポリ
シリコン膜6をパターンニングする。
【0031】(f)次に、第1ポリシリコン膜6と同様
な方法でポリシリコン膜を約300nm成長させ、第2
ポリシリコン膜9を形成する。
【0032】(g)次に、異方性のドライエッチング技
術によりウェハー全面をエッチングすると、パターンニ
ングされたコア酸化膜並びに第1ポリシリコン膜の側壁
に円筒形状の円筒側壁ポリシリコン10が形成される。
【0033】このとき、コア酸化膜7は完全に平坦化さ
れているので、従来例のようにアクセサリマーク5内に
ポリシリコンが残ることはない。
【0034】(h)次に、フッ酸(HF)を含む薬液に
よりウェハー全面をエッチングすると、シリコン窒化膜
とシリコン酸化膜のエッチング選択性により、コア酸化
膜7のみが除去されて、円筒部内壁の高さが薬400n
m、外壁の高さが薬700nmの円筒型下部電極11が
形成される。
【0035】それ以降は、図示を省略するが、引き続い
て拡散炉を用いてPOC1ガス雰囲気(濃度約1E19
cm−3 )中でリンドープを行い、円筒型下部電極11
を導電性ポリシリコンにした後、通常のDRAM製造工
程と同様な方法でシリコン窒化膜からなる容量絶縁膜、
並びにポリシリコン膜からなる上部電極を形成してDR
AMセルの容量部を作成する。
【0036】上述のように、本実施例では、コア酸化膜
7と第1ポリシリコン膜6をパターンニングする前に、
円筒型スタックのコアとなるシリコン酸化膜を常圧CV
D法により約1300nm成長させた後、CMP法を用
いて完全に平坦化しているので、アラインメントマーク
等の大きなパターン内にも段差がなくなり、円筒型側壁
部の形成に際してポリシリコンを除去することができ
る。従って、引き続いて行なわれるコア酸化膜の除去の
ときに有害なパーティクル13の発生を防止して製品の
歩留まりの向上を計ることができる。
【0037】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法は、円筒
型スタックのコアとなるシリコン酸化膜を成長させた
後、パターンニングする前に、コア酸化膜と第1ポリシ
リコン膜をCMP法を用いて完全に平坦化することによ
り、引き続いて行なわれるコア酸化膜の除去のときに有
害なパーティクルの発生を防止して、製品の歩留まりの
向上を計ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体製造方法の1実施例のDRAM
の製造方法を示す工程断面図である。
【図2】従来の製造方法の1例の円筒型スタック電極を
有するDRAMの製造方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 2 スタック下BPSG膜 3 スタック下シリコン窒化膜 4 セルノードコンタクト孔 5 アクセサリマーク 6 第1ポリシリコン膜 7 コア酸化膜 8 CMP研磨面 9 第2ポリシリコン膜 10 円筒側壁ポリシリコン 11 円筒下部電極 12 ポリシリコン残り 13 パーティクル

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部電極が円筒型のセルキャパシタを有
    するダイナミックRAMにおいて、 セルノード部のコンタクト孔と前記コンタクトよりも口
    径の大きい抜きパターンとを同時に開口する工程と、 引き続き第1のポリシリコン膜と絶縁膜を順次成長させ
    る工程と、 前記絶縁膜をCMP法により研磨し、前記絶縁膜表面を
    平坦化する工程と、 セルノードコンタクト孔と前記抜きパターンとを覆うよ
    うに前記第1のポリシリコン膜と前記絶縁膜をパターン
    ニングする工程と、 第2のポリシリコン膜を成長させる工程と、 異方性エッチングにより、平坦部の第2ポリシリコンを
    除去する工程と、 薬液により前記第1ポリシリコン膜上の絶縁膜を除去す
    る工程とを有する半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記抜きパターンがアラインメントを含
    む半導体製造上必須のパターンである請求項1に記載の
    半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記絶縁膜がシリコン酸化膜である請求
    項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 絶縁膜がボロンまたはリンを含むシリケ
    ートガラスである請求項1、2、または3のいずれか1
    項に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記薬液がフツ酸を含むエッチング液で
    ある請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置
    の製造方法。
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